面向多ISP协同的域间路由策略管理方法

域间路由系统由多个自治系统互连而成,各自治系统根据自身的商业目标独立配置路由策略。由于各网络服务提供商（ISP）的策略隐私性以及边界网关协议（BGP）设计和实现上的缺陷,目前的域间路由系统在协同配置和协同安全方面存在明显的不足,对路由策略冲突,路由信息欺骗等问题缺乏有效的解决手段。域间路由协同策略管理方法采用分布式协同结构,利用隐私隐藏信息共享的方法,能够在实现自治系统隐私保护的前提下发现自治系统之间可能存在的路由策略冲突,解决各ISP在独立情况下无法进行的策略优化。     

域间路由协同管理机制及其应用

域间路由系统是互联网的核心基础设施,由多个独立配置和管理路由策略的自治系统互联而成.这种缺乏协同的管理模式会引起诸多控制和管理问题,例如:路由震荡、路由安全及流量工程违背等.为了消除路由策略冲突,自治系统之间需要协同.出于竞争目的,运营商需要对外隐藏自己的秘密信息,例如:路由策略、网络拓扑等等.这种行为阻碍了自治系统的协同.由于缺乏有效的协同信息访问机制,跨域路由策略管理难以实施.为了加强运营商的协同能力,基于离散对数假设提出一种面向多自治系统协同的路由策略一致性检查方法,该方法能够在不透露自治系统路由策略的前提下完成策略冲突检测.与基于加同态公钥密码算法的解决方案相比,不需要引入茫然第三方,具有更小的计算和通信开销.不需要修改BGP协议,易于实现和实施,支持可渐进部署,能够用于域间路由策略冲突检测、路由有效性验证、路由监测和协同入侵检测等多个领域.     

域间路由协同监测中的信息共享机制

路由协同监测通过在自治系统之间共享路由监测信息来形成更为完整的全局监测视图,从而克服域间路由系统自治性的制约,提高单个自治系统的路由监测能力.针对路由协同监测的核心问题——监测信息共享,基于自组织思想设计了信息共享机制CoISM.该机制利用BGP路由策略引起的信息局部性对路由监测信息的传播范围进行裁减和控制,在被动查询的基础上增加了信息"反射"行为,利用路由监测信息之间的相关性实现信息的主动推送,将自治系统的利益建立在主动信息共享这一利他行为的基础上.CoISM能够引导自治系统实现路由监测信息的自组织聚合与按需共享,具有激励性,能够促进自治系统之间的协同.该机制采用分布式体系结构,具有良好的扩展性和较低的通信开销,不需要修改BGP协议,支持可渐进部署,适用于域间路由协同监测、路由故障协同分析、协同入侵检测等多种跨域协同管理应用.     

区分自治系统关系的域间路由体系研究

BGP-4是Internet采用的惟一域间路由协议,但它并不能确保路由收敛,复杂的网络结构加剧了路由潜在振荡的危险性．为此,提出了一种自约束的域间选路机制,在不违反传统流量工程原则和自治系统间结算原则的前提下,通过抑制违背自治系统间关系的路由通告和路由选择,达到维护全系统路由稳定的目的;对昕提方案的技术可行性进行论证,给出了新的选路机制原型系统的定义和关键算法的实现．区分自治系统关系的域间路由体系有效回避了路由策略一致性全局检测这一NP-complete问题．     

解决策略冲突导致BGP路由发散的自适应机制

BGP(border gateway protocol)作为一种基于策略的协议,允许每个自治系统独立地选择本地路由策略.自治系统之间可能存在的路由策略冲突会引起BGP路由持续不稳定.当前提出的解决办法要么需要增加额外的通信开销,要么限制自治系统自由的选择路由策略.提出了一种解决策略冲突引起BGP路由不收敛的自适应方法,既不损害自治系统选择路由策略的灵活性,也不需要在BGP消息中增加额外信息.路由的稳定性被加入到BGP的判决过程中,不稳定路由的优先级被降低,使更加稳定的路由得以被选为最优路由,终止路由策略冲突引起的争执.在网络拓扑发生改变的情况下,这种新方法能够自适应地调整路由选择,重新收敛到新的稳定状态.     

一种按需域间路径构建方法

在域间路由中,BGP的最优路径转发规则使得节点无法控制自身能够收到哪些路径。针对该问题,提出了一种按需的域间路径构建方法,其主要特点为上游节点可以对其下游节点的选路过程施加影响,根据自身需求定制路径。首先对BGP进行扩展,提出了一种支持在路径通告中嵌入更多策略信息的域间路由协议P-BGP,嵌入在路径通告中的策略能够指导中间节点如何选路。在P-BGP的基础上,进一步提出了支持按需的域间路径构建方法OIPBM,OIPBM以BGP保证源端与目的端的可达性,需要构建特殊路径的源端将路径构建的需求信息发送至目的端,由目的端协助其发起一个带策略的P-BGP收敛过程获取满足需求的路径。在理论分析的基础上,通过实验验证了OIPBM具有较好的性能。     

基于消除竞争环的路由策略冲突检测方法

提出了一种基于消除竞争环的检测路由策略冲突集合的方法，用于在BGP路由发生振荡时，动态地检测导致路由振荡的路由策略冲突。该方法以一种静态描述域间路由语义的形式化方法－－稳定路径问题，作为理论基础；首先利用安全路径矢量协议来识别引发振荡的竞争环，然后以分布的方式查询路由策略对振荡路由的影响，最终以消除竞争环为,目的，来确定路由策略冲突集合。最后，给出了一个仿真实例来说明该方法的执行结果。     

解决BGP路由策略冲突的振荡抑制机制

边界网关协议(border gateway protocol,BGP)允许网络中的每个自治系统(autonomous system,AS)设定自己的路由策略来选择和通告路由。尽管这种自治性会使BGP路由策略的配置更加灵活,但有可能引发路由策略冲突,即路由振荡和发散,导致网络性能下降。为此,提出了振荡抑制机制以解决BGP路由策略冲突问题。该机制通过分析路由通告报文发现振荡路径,根据振荡次数修正路径的本地优先属性值,使稳定路径的本地优先属性值比振荡路径的大,从而使得稳定路径在路由决策阶段比振荡路径被选中的优先级高,达到抑制振荡路径进而解决路由策略冲突。在原型系统上实现并部署了所提出的机制,并对其进行了性能评价。结果表明,该机制具有较好的性能。     

改善BGP路由收敛的时间窗口机制

提出了一种时间窗口机制,能够基于路由抖动抑制中路由惩罚值的变化改善BGP(border gateway protocol)路由收敛.这种新机制把来自不同邻居的路由变化情况结合起来,利用BGP路由传播过程形成的路由相关性判断路由在网络中的稳定情况.时间窗口机制使BGP路由器能够更早地发现不稳定路由,优先将稳定路由选择为最优路由,终止路径搜索过程.模拟实验的结果表明,通过选择适当的参数,时间窗口机制能够大大缩短BGP路由收敛延时,减小收敛过程中的通信开销.而且,这种方法不需要在BGP的路由消息中增加额外的信息,因此容易在实际网络中逐步部署.     

基于SPVP协议的BGP路由收敛算法

针对Internet域间路由慢收敛问题,提出基于简单路径向量协议(SPVP)的BGP路由收敛算法。分析该算法在4种全接连网络拓扑中的Tdown收敛边界值得出,通过检测域间失效链路的根源节点能有效减少路由收敛时间和更新消息开销。SSFNet仿真结果表明,该算法收敛时间上限为O(d)。     

支持域间分布式分组过滤的BGP扩展

可信任是下一代互联网的重要特征.目前,互联网的路由系统只按照分组的目的IP地址转发分组,携带虚假源IP地址的伪造分组也会被传输到目的地,这会在威胁接收方安全的同时,隐藏发送方的真实身份.可信任互联网的路由系统不仅需要能够正确地转发分组,而且能够验证分组来自正确的发送方.基于路由的域间分布式分组过滤是过滤伪造分组的有效方法.提出了BGP的路由选择通知功能扩展,为域间分组过滤提供过滤标准.在扩展的支持下,边界路由器能够鉴别进入本自治系统的分组的真实性,过滤掉伪造其他自治系统地址的分组.模拟结果表明,路由选择通知不会对BGP正常的路由功能产生负面影响,选择合理的路由选择时钟参数,可以在同时取得较小带宽开销和较快收敛速度的情况下,为域间分布式分组过滤提供支持.     

BGP路由策略对路由稳定性的影响分析

在Internet中,域间的路由是由域间路由协议控制的。边界网关协议（BGP）是广泛使用的用于在各个自治系统之间交换网络可达信息的域间路由协议。BGP允许每个自治系统实施各种本地路由策略。用以进行路由的选择和传播。然而,不同的自治系统所制定的本地路由策略可能存在潜在的冲突,从而导致路由的振荡。该文给出了一个BGP的抽象模型,并通过实例分析BGP路由策略对路由稳定性的影响。     

复杂域间路由体系中自治系统间关系的分类

总结归纳了复杂域间路由体系中自治系统间的互联关系及其行为模式,指出peer-peer和customer-provider关系是当前域间路由的基础,并由此衍生出若干种复杂关系。分析了备种关系的成因,讨论它们的不同实现技术和当前存在的一些技术瓶颈,进一步给出了一种能够识别自治系统关系并自动约束域间路由行为的增强算法。算法兼容RFC1771系列域间路由规范。     

基于关键节点的域间路由安全机制

BGP作为Internet域间路由的基本协议, 其安全问题一直受到学界的关注, 特别是安全性与实现难度之间的折中。针对传统解决方案S-BGP(secure BGP)的不足, 在定义关键节点KN(key node)的基础上, 利用KN对路由信息安全验证的特殊功能, 提出了更加轻量级的解决方案——基于关键节点的域间路由安全机制 SR-KN(secure routing based on key node)。通过对比分析表明, SR-KN在保证BGP安全的前提下, 减少了全网证书规模及存储量, 且具有更好的收敛性能。     

互联网域间路由系统安全态势评估

基于边界网关协议BGP的互联网域间路由系统缺乏必要的安全机制,面临严重的安全威胁.尽管人们对BGP路由系统的安全问题进行了详尽研究,但是很少量化该系统的安全态势,并且网络管理员也确实需要有用的安全态势信息来感知自治系统(AS)的路由安全状况.为了解决这个问题,分析了互联网域间路由系统的层次特性,提出了一个基于BGP异常路由的安全评估模型.该方法的基本思想是基于BGP路由系统的层次特性构造路由状态树,准确地刻画BGP路由系统中各路由实体之间的层次关系、存储和表达每个实体的路由安全状态;并根据所检测的异常路由计算每个实体的路由安全状态.实验测试表明,该模型能同时评估BGP路由器、自治系统和互联网域间路由系统的安全威胁态势,可为网络管理员提供直观的安全态势曲线.     

域间多路径路由协议

边界网关协议(border gateway protocol,简称BGP)是当前互联网的核心协议,但是由于BGP是一种单路径路由协议,所以仍存在可靠性差、无法有效使用次优路径以及负载均衡支持较弱等问题.域间多路径路由可以通过发挥底层网络的AS级路径多样性,提高域间路由的可靠性、报文分组转发的总体性能和整个网络资源的利用率.因此,域间多路径路由是解决上述BGP问题的一种有效手段,符合互联网应用不断深入、促进路由技术发展的需求.主要综述域间多路径协议,并将其分为3类:单径通告多路转发协议、多径通告多路转发协议和新型域间多路径路由体系结构提出路径多样性、控制平面和数据平面开销、无环路特性等8项主要路由系统性能指标,并比较、分析了域间多路径路由协议.最后,指出域间多路径路由协议面临的主要挑战和未来的研究方向.     

实现域间路由系统安全的系统化方法和有效工具

本文在全面分析域间路由安全威胁的基础上提出实现域间路由安全的系统化方法，从安全策略检测、路由协议增强、路由器健壮性设计、路由行为监测以及安全能力测试等多个角度来增强域间路由系统的安全能力，并建立域间路由系统的安全能力模型；探讨了各种安全功能的交互关系、多视图之间的互补与合作以及安全能力部署等问题；同时，，给出了路由器安全配置检测工具、安全测试工具和路由监测系统的基本实现方案。     

域间路由系统的安全威胁及其对策

BGP是用于在自治系统之间转发路由信息的协议,它是Internet路由系统中一个非常重要的组成部分.虽然它已被证明是一种非常稳定和有效的协议,但是随着Internet的快速发展与商业化,BGP的一个主要的局限性是它不能处理安全问题,因此经常遭到恶意攻击和人为错误的影响.加之BGP协议自身的脆弱性,使得域间路由系统正面临着非常严峻的安全问题.文中详述了域间路由系统所面临的安全威胁,全面地探讨了协议增强和安全防范机制,并对现有安全方案进行了分析.     

MED欺骗与域间出口选择 *

BGP(边界网关协议 )是目前用于广域网中最主要的域间分布式动态路由协议 ,具有丰富的路由控制机制。 BGP MED( multi-exit-disc)属性的正确使用可以避免热土豆路由和 MED振荡。提出了一种称之为 MED欺骗的路由策略技术 ,用于实现域间的出口选择。详细阐述了 MED欺骗的原理与具体策略 ,并对其进行了优化 ,最后利用仿真软件加以验证。     

BGP路由反射引起的路由持续振荡的分析

作为BGP扩展机制之一的BGP路由反射,在某些特定的配置情况下,能够导致永久性的BGP路由振荡。本文将通过实例分析路由反射引起振荡的条件,并给出一些网络设计准则以避免振荡的发生。